1、第二节 变压器 远距离输电第十章 交变电流 传感器一、变压器原理 1工作原理：电磁感应的_现象互感2理想变压器的基本关系式(1)功率关系：P入P出(2)电压关系：_，若n1n2，为_变压器；若n1 I1，故 U2U1，变压器为降压变压器，选项C 错误；因 I2 增大，故知 R 减小，变阻器滑片是沿 cd 的方向滑动，选项 D 正确变压器的负载电阻不变时的动态分析(单选)(2015高考广东卷)如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头 P，使输出电压有效值由 220 V 降至 110 V调节前后()A副线圈中的电
2、流比为 12B副线圈输出功率比为 21C副线圈的接入匝数比为 21D原线圈输入功率比为 12C解析根据欧姆定律 IUR，U2 由 220 V 降至 110 V，副线圈上的电流变为原来的12，即调节前后，副线圈上电流之比为21，选项 A 错误；根据 PUI 知，U、I 均变为原来的12时，副线圈上输出的功率变为原来的14，即调节前后副线圈的输出功率之比为 41，选项 B 错误；根据理想变压器电压与匝数的关系U1U2n1n2，当 U2 由 220 V 降至 110 V 时，n2 变为原来的12，即调节前后副线圈接入的匝数比为 21，选项 C 正确；根据理想变压器 P 入P 出，所以原线圈输入功率等
3、于副线圈的输出功率，即调节前后原线圈输入功率之比为 41，选项 D 错误变压器动态分析的思路流程考点三 关于远距离输电问题的分析1远距离输电的处理思路：对高压输电问题，应按“发电机升压变压器远距离输电线降压变压器用电器”这样的顺序，或从“用电器”倒推到“发电机”一步一步进行分析2远距离高压输电的几个基本关系(以下图为例)(1)功率关系：P1P2，P3P4，P2P 损P3.(2)电压、电流关系：U1U2n1n2I2I1，U3U4n3n4I4I3U2UU3，I2I3I 线(3)输电电流：I 线P2U2P3U3U2U3R线.(4)输电线上损耗的电功率：P 损I 线UI2 线 R 线P2U22R 线当
4、输送的电功率一定时，输电电压增大到原来的 n 倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的 1n2.电损的分析与计算(单选)(2014高考浙江卷)如图所示为远距离交流输电的简化电路图发电厂的输出电压是 U，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是 I1，其末端间的电压为 U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为 I2.则()AA用户端的电压为I1U1I2B输电线上的电压降为 UC理想变压器的输入功率为 I21rD输电线路上损失的电功率为 I1U解析根据理想变压器的工作原理，得 I1U1I2U2，所以用户端的电压 U2I1U1I2，选项 A 正确；输电线上的电压降 UI1
5、rUU1，选项 B 错误；变压器的输入功率 P1I1UI21rI1U1，选项 C 错误；输电线路上损失的功率 PI21rI1(UU1)，选项 D 错误输电线路的设计与计算 1897 年，举世闻名的“尼亚加拉”水电站在美丽的尼亚加拉瀑布建成，现已使用 100 多年当时世界各地都在使用费用高昂的直流电(因为使用直流电时必须每隔一公里建设一套发电机组)，而尼亚加拉水电站采用了特斯拉发明的交流电供、输电技术，用高压电实现了远距离供电若其中某一发电机组设计为：发电机最大输出功率为 P100 kW，输出电压为 U1250 V，用户需要的电压为 U2220 V，输电线电阻为 R10，输电线中因生热而损失的功
6、率为输送功率的 4%.(1)画出此输电线路的示意图(2)求在输电线路中设置的升压变压器的原、副线圈匝数比(3)求降压变压器的最大输出电流 I3.(保留整数)解析(1)输电线路示意图如图所示(2)输电过程中损失的功率：P 损P通过 R 的电流：I2P损R发电机的输出电流：I1 PU1升压变压器的原、副线圈匝数比：n1n2I2I1 PR U1P 1001030.0410250100103 120.(3)用户得到的最大功率：P 用P(1)，降压变压器的最大输出电流I3P用U2P（1）U2100103（10.04）220A436 A.答案(1)见解析(2)120(3)436 A解决远距离输电问题应注意
7、以下几点1画出输电电路图2注意升压变压器副线圈中的电流与降压变压器原线圈中的电流相等3输电线长度等于距离的 2 倍4计算线路功率损失一般用 P 损I2R 线.微专题31 方法技巧几种特殊变压器的计算方法1自耦变压器 1.(单选)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调已知变压器线圈总匝数为1 900 匝；原线圈为 1 100 匝，接在有效值为 220 V 的交流电源上当变压器输出电压调至最大时，负载 R 上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为 I1，负载两端电压的有效值为 U2，且变压器是理想的，则 U2
8、和 I1 分别约为()BA380 V 和 5.3 AB380 V 和 9.1 AC240 V 和 5.3 A D240 V 和 9.1 A解析 由U1n1U2n2得 U2n2n1U11 9001 100220 V380 V，由P1P2U1I1U2I2 得 I1P2U12 000220A9.1 A，B 正确(1)自耦变压器的原、副线圈共用一个线圈，通过调节，可以升压，也可降压(2)自耦变压器与“”型变压器计算方法相同2多副线圈变压器 2.(10 分)如图所示，理想变压器有两个副线圈，L1、L2 是两盏规格为“8 V 10 W”的灯泡，L3、L4 是两盏规格为“6 V 12 W”的灯泡，当变压器的
9、输入电压为 U1220 V时，四盏灯泡恰好都能正常发光，如果原线圈的匝数 n11 100 匝，求：(1)副线圈 n2、n3 的匝数；(2)电流表的读数(1)由变压器原理可知 n1n2n3U1U2U3(2 分)则 n2U2U1n1 82201 100 匝40 匝(2 分)n3U3U1n126220 1 100 匝60 匝(2 分)(2)由输入功率等于输出功率知 I1U12PL22PL3(2 分)则 I12PL22PL3U1210212220A0.2 A(2 分)答案(1)40 匝 60 匝(2)0.2 A 对于副线圈有两个及以上的理想变压器，电压与匝数成正比是成立的，而电流与匝数成反比的规律不成
10、立但在任何情况下，电流关系都可以根据原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率即 P 入P 出进行求解3互感器 3.(多选)电流互感器和电压互感器如图所示其中n1、n2、n3、n4 分别为四组线圈的匝数，a、b 为两只交流电表，则()AA 为电流互感器，且 n1n2，a 是电压表CB 为电流互感器，且 n3n4，b 是电压表AD解析 由题图可知 A 为电流互感器，B 为电压互感器，因此 a 是电流表，b 是电压表，在 A 中，有 I1n1I2n2，要把大电流变为小电流，有 n2n1；在 B 中，有U3U4n3n4，要把高电压变为低电压，则有 n3n4；综上所述可知，选项 A、D正确电压互感器 电流互感器 连线原理图 原线圈的连接 并联在高压电路中 串联在大电流电路中 副线圈的连接 连接电压表 连接电流表 互感器的作用 将高电压变为低电压 将大电流变为小电流 计算公式 I1n1I2n2 U1U2n1n2电压互感器和电流互感器的比较本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放
